超声波液位传感器是一种非接触式液位测量设备，通过声波反射原理工作，适用于多种液体介质的测量。以下是其核心要点：

工作原理

  1. 发射与接收

    • 传感器向液面发射高频超声波脉冲（通常20kHz~200kHz）。

    • 声波遇到液面后反射，被传感器接收。

  2. 时间差计算

    • 测量声波从发射到接收的时间差（ToF，Time of Flight）。

    • 已知声波在空气中的速度（约343m/s，受温度影响），通过公式计算距离：

      液位高度=声速×时间差2

      （除以2是因声波往返传播）

关键特点

  • 非接触式：不接触液体，避免腐蚀或污染，适合腐蚀性、高粘度或卫生要求高的介质。

  • 适用介质：水、油、化学液体等，但需注意泡沫、蒸汽或剧烈波动可能影响精度。

  • 量程范围：通常0.3~15米，更高量程需特殊设计。

  • 精度：一般±0.25%~±1% FS（满量程），温度补偿可提高精度。

优势与局限

  • 优点：

    • 无机械磨损，寿命长。

    • 安装简便，无需开孔或直接接触液体。

    • 支持数字/模拟输出（如4-20mA、RS485）。

  • 局限：

    • 声速受温度、湿度、气压影响，需校准（部分传感器内置温度补偿）。

    • 不适用于真空、泡沫或强挥发性介质（声波衰减严重）。

    • 盲区问题：近传感器区域无法测量（通常5~30cm）。

应用场景

  1. 工业：化工储罐、废水处理、油罐液位监控。

  2. 农业：水库、灌溉系统水位测量。

  3. 民用：家用蓄水箱、智能鱼缸。

  4. 特殊环境：腐蚀性液体（如酸、碱）或卫生敏感场合（如食品、制药）。

选型注意事项

  1. 环境因素：温度范围、压力、介质特性（泡沫、粉尘）。

  2. 量程与频率：高频（短波长）适合小量程高精度，低频适合大量程。

  3. 输出信号：匹配PLC、DCS等控制系统需求。

  4. 认证要求：防爆（如ATEX）、卫生（如FDA）等。

维护与校准

  • 定期清洁探头表面，防止灰尘或结垢影响声波发射。

  • 在温度变化大的环境中，建议选择带自动温度补偿的型号。

  • 避免安装在强振动或气流扰动的区域。

通过合理选型和使用，超声波液位传感器能提供可靠且低维护的液位监测解决方案。